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Bewegung von Körpern

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Bewegung von Körpern

Dieser Artikel dreht sich um die Bewegung von Körpern. Was es damit auf sich hat, welche Begriffe und Einteilungen für dich wichtig sind und wie du diese in Beispielen anwendest, erfährst du in diesem Artikel. Das Kapitel können wir der Mechanik und damit dem Fach Physik zuordnen.

  • Einteilung der Mechanik
  • Was ist ein Körper?
  • Modell Massenpunkt und starrer Körper
  • Was ist eine Bewegung?
  • Einteilung von Bewegungen nach Dimension, Form und Art
  • Kenngrößen und Beziehungen (Bewegungsgleichungen)
  • Würfe als Überlagerung von Bewegungen
  • Zusammenfassung der wichtigsten Infos

Grundlagen Mechanik

Bevor wir uns näher mit der Frage beschäftigen, was Bewegungen von Körpern sind und welche es dabei überhaupt gibt, wiederholen wir kurz einige Grundlagen zur Mechanik.

Das Themengebiet Mechanik setzt mich ruhenden und bewegten Körpern und den dabei auftretenden Kräften auseinander. Im separaten Kapitel haben wir auch bereits verschiedene Möglichkeiten zur Einteilung der Bereiche in der Mechanik kennengelernt. Wichtig ist dabei die Unterscheidung in der klassischen Mechanik. Dabei lassen sich mehrere Teilgebiete definieren, wie die folgende Abbildung zeigt.

Abbildung 1: Einteilung Klassische Mechanik
Die Einteilung in die verschiedenen Themenbereiche erfolgt anhand von Bewegungen und den wirkenden Kräften. So beschäftigt sich die sogenannte Kinematik mit mechanischen Bewegungen ohne die Berücksichtigung von einwirkenden Kräften. Sie setzt sich somit mit den reinen Bewegungen eines Körpers auseinander. Im Gegensatz dazu steht das Teilgebiet der Dynamik. Hierbei werden die einwirkenden Kräfte berücksichtigt, weshalb sie auch als Lehre von Kräften betitelt wird. Dabei kann zusätzlich noch zwischen Kräften auf ruhende Körper (Statik) und Kräfte als Ursache für Bewegungen (Kinetik) unterschieden werden. Wir werden uns nachfolgend auf das Teilgebiet der Kinematik, also der Lehre von Bewegungen, beschränken.

Bewegung von Körpern - Was hat es damit auf sich?

Das Themengebiet der Kinematik setzt sich also mit Bewegungen von Körpern auseinander. Aber was genau ist denn überhaupt ein Körper und wie ist eine Bewegung definiert?

Körper

Damit wir den Körper als physikalisches Objekt für Bewegungen nutzen und verstehen können, müssen wir zunächst klären, um was genau es sich denn bei einem Körper handelt. Wir haben diesen Begriff bereits im Kapitel grundlegende Größen und Eigenschaften von Körpern und Stoffen kennengelernt.

Ein Körper ist demnach eine Objekt, dass einen Raum einnimmt, aus einem oder mehreren Stoffen besteht und eine Masse besitzt.

Die nachfolgende Abbildung zeigt dabei ein Beispiel eines festen Körpers.

Abbildung 2: Aluminiumwürfel als Körper

Der Körper "Aluminiumwürfel" spannt einen dreidimensionalen Raum auf, das sogenannte Volumen. Er besteht aus dem Stoff Aluminium, was mit der charakteristischen Stoffkonstante, der Dichte, einen Wert von 2,70 g/cm³ besitzt. Die Dichte beschreibt dabei die Masse pro Volumeneinheit. Aus den Abmessungen und dem Stoff ergibt sich dann eine bestimmte Masse für den gezeigten Würfel. In der Kinematik, also der Lehre von Bewegungen, spielen die Komponenten Volumen, Stoff und Masse aber nicht immer eine Rolle. In manchen Fällen kann es demnach sinnvoll sein, die Modelle des Massenpunkts und des starren Körpers zu verwenden. Diese haben wir bereits im Kapitel grundlegende Größen und Eigenschaften von Körpern und Stoffen angesprochen.

Massenpunkt und starrer Körper

Zur Beschreibung von Bewegungen dienen die Modelle Massenpunkt und starrer Körper als Vereinfachung der komplexen Vorgänge, je nachdem, ob die Abmaße des Körpers eine Rolle spielen oder nicht.

Massenpunkt:

In der Physik wird ein Massenpunkt oder auch eine Punktmasse als idealisiertes Modell eines Körpers angenommen. Dabei wird die gesamte Masse des Körpers in einem einzigen Punkt (meist dem Schwerpunkt) zusammengefasst. So werden die Abmessungen außer Acht gelassen und die reine Bewegung betrachtet. Abbildung 3 zeigt dabei die Vereinfachung des Beispiels unseres Aluminiumwürfels.

Abbildung 3: Aluminiumwürfel als Massenpunkt

Starrer Körper:

Eine weitere Idealisierung stellt das Modell des starren Körpers dar. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich der Körper nicht durch äußere Kräfte verformen lässt. Er behält seine Form und dehnt sich weder aus, noch wird er komprimiert. So besitzen zwei beliebige Punkte A und B des Körpers immer den gleichen Abstand zueinander.

Abbildung 4: Würfel als starrer Körper

Wann wir die Modelle des Massenpunkts und des starren Körpers bei Bewegungen anwenden, zeigen wir im weiteren Verlauf.

Wir wissen damit was ein Körper ist und welche Vereinfachungen bei realen Körpern angewandt werden können. Aber was genau ist denn nun eine Bewegung?

Bewegung

Die kinematischen Vorgänge beschäftigen sich mit mechanischen Bewegungen. Sie begegnen uns tagtäglich, wir führen sie selbst aus und sehen sie sogar. Zur physikalischen Beschreibung ist aber zunächst ein Bezugssystem notwendig. Verändert der Körper seinen Ort oder seine Lage gegenüber dem Bezugssystem, so führt er eine Bewegung aus. Zur Veranschaulichung ziehen wir dazu wieder unseren Würfel heran.

Abbildung 5: Würfel in Bewegung

Dieser bewegt sich auf einem Untergrund von einem Ort zu einem anderen Ort, er verändert somit seine Position auf dem Untergrund. Ohne den Untergrund als Bezugssystem könnte die Bewegung des Würfels nicht angegeben werden. Wir benötigen daher einen Körper zusammen mit einem Bezugssystem, um Bewegungen ausreichen beschreiben zu können. Wodurch in unserem Beispiel die Bewegung des Würfels ausgelöst wurde, ist in der Kinematik nicht relevant, sondern wird im separaten Teilgebiet der Dynamik betrachtet.

Wir wissen damit bereits was es mit den Begriffen Körper und Bewegung auf sich hat. Doch wie kann sich ein Körper denn bewegen?

Einteilung der Bewegungen

Bewegungen von Körpern lassen sich in der Physik anhand verschiedener Faktoren einteilen: Dimension, Form und Art. Wie wir nachfolgend sehen werden, sind die Einteilungen dabei eng miteinander verknüpft.

Bewegungsdimensionen

Unser Beispiel des Aluminiumwürfels zeigt eine Bewegung des Körpers von einer Position zu einer anderen Position auf dem Untergrund. Er hat seine Lage demnach nur in horizontaler Richtung verändert. Eine Bewegung kann aber ebenfalls in andere Richtungen verlaufen. Dabei können wir die drei Dimensionen eines Koordinatensystems als Bezug heranziehen.

Abbildung 6: Dimensionen der Bewegung

Für die eindimensionale Bewegung sind die Koordinaten in horizontaler Richtung ausreichend, um die Positionsveränderung vollständig zu beschreiben. Bewegungen in mehreren Dimensionen der Fläche und des Raums benötigen jeweils zwei bzw. drei Koordinaten zur korrekten Definition der Lage des Körpers. Hierbei wird auf die mathematischen Kenntnisse der Vektoren und der Vektorzerlegung zurückgegriffen.

Bewegungsformen

Zusätzlich zu den Dimensionen lassen sich die Bewegungen in verschiedene Bewegungsformen einteilen. Diese Unterteilung erfolgt nach ihrem räumlichen Verlauf: ihrer Bahnform. Die Bahn beschreibt dabei, in welcher Form der Körper die Bewegung zurücklegt.

Abbildung 7: Bewegungsformen

Bei einer geradlinigen Bewegung bewegt sich der Körper auf einer Geraden. Sie ist demnach eine translatorische oder lineare Bewegung. In diesem Fall wird zudem auch das Modell des Massenpunkts verwendet, da die Abmessungen für die translatorische Bewegung nicht relevant sind. Im Gegensatz dazu steht die Rotation. Dabei führt der Körper eine Bewegung auf einer kreisförmigen Bahn aus. Hier bedient sich das Teilgebiet der Kinematik oft des Modells des starren Körpers, da angenommen wird, dass sich der Körper während der Bewegung nicht verformt. Als dritte Bewegungsform wird noch die Schwingung aufgeführt. Der Körper bewegt sich bei einer Schwingung immer zwischen zwei Umkehrpunkten auf der gleichen Bahnform hin und her. Bekannte Beispiele für eine periodische (wiederkehrende) Bewegung sind das Schaukeln mit einer Schaukel oder ein Pendel.

Bewegungsarten

Neben den Bewegungsformen lassen sich Bewegungen auch in verschiedenen Arten von Bewegungen einteilen. Hierbei werden die kinematischen Vorgänge nach ihrem zeitlichen Verlauf unterschieden. Die Bedingungen für die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Körpers sind hierbei zu beachten. Falls dir die Begriffe Zeit, Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung nicht mehr geläufig sind, lies einfach im entsprechenden Kapitel noch einmal nach.

Abbildung 8: Bewegungsarten

Kennzeichnend für eine gleichförmige Bewegung ist die konstante Geschwindigkeit des Körpers. Er wird während des gesamten Vorgangs weder schneller noch langsamer. Dadurch verändert sich seine Geschwindigkeit während der Bewegung nicht, was zur Folge hat, dass bei gleichförmigen Bewegungen die Beschleunigung gleich null ist.

Im Gegensatz dazu steht die ungleichförmige Bewegung eines Körpers. Durch die Geschwindigkeitsänderung des Körpers ist diese nicht mehr konstant, wodurch eine Beschleunigung herrschen muss. Im Falle der gleichmäßig beschleunigten Bewegung ist diese Beschleunigung wiederum konstant. Körper, die sich ungleichmäßig beschleunigt bewegen, haben weder eine konstante Geschwindigkeit, noch eine konstante Beschleunigung und sind im Allgemeinen nur mit Differentialgleichungen zu lösen. Daher beschränken sich die Aufgaben in der Physik in der schulischen Laufbahn meist auf folgende Bewegungsarten:

  • gleichförmige Bewegung
  • gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Die Einteilung von Bewegungen hätten wir damit bereits kennengelernt. In der Mechanik ist es von Bedeutung, die kinematischen Vorgänge anhand von verschiedenen Größen und Gleichungen zu beschreiben.

Bewegungsgleichungen

Im Kapitel grundlegende Größen und Eigenschaften von Körpern und Stoffen hast du bereits die wichtigsten Größen zur Beschreibung einer Bewegung kennengelernt:

  • Zeit
  • Ort
  • Geschwindigkeit
  • Beschleunigung

Diese stehen in engem Zusammenhang zueinander. In verschiedenen Diagrammen werden die Beziehungen der Kenngrößen veranschaulicht. Die nachfolgende Abbildung stellt dabei schematisch die typischen Diagramme mit unabhängigen Beispielen dar.

Abbildung 9: Zeitabhängige Diagramme

So zeigt beispielweise das Weg-Zeit-Diagramm in Beispiel 1 an, welche Strecke nach welcher Zeit zurückgelegt wurde. Die x-Achse ist dabei die Zeitachse mit zugehöriger Einheit.

Wie dir bereits aus der Mathematik bekannt sein sollte, können die Graphen in Diagrammen anhand verschiedener Gleichungen beschrieben werden. Dafür betrachten wir das Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm im Beispiel 2 und stellen nach den bekannten Regeln die Gleichung für den Graphen auf.

Beispiel 2 (Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm):

Allgemeine Geradengleichung aus der Mathematik:

In unserem Beispiel:

  • y-Achse
  • x-Achse
  • y-Achsenabschnitt
  • Steigung

Das Beispiel zeigt, dass anhand der Bewegungsgleichung des Graphen für jeden beliebigen Zeitpunkt t die zugehörige Geschwindigkeit berechnet werden kann. Dies ist nicht nur für die Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Zeit möglich, sondern ebenso für alle anderen gezeigten Beispiele und weitere Zusammenhänge. Sie lassen sich jeweils graphisch, als auch mithilfe von Gleichungen charakterisieren.

Die Beschreibung einer Bewegung mithilfe der Kenngrößen und deren Zusammenhänge spielen in der Mechanik eine wichtige Rolle. Jede Bewegung lässt sich somit eindeutig definieren. Mehr zu den Bewegungsgleichungen der einzelnen Bewegungen findest du in den jeweiligen separaten Kapiteln.

In diesem Zuge ist in der Lehre von Bewegungen noch eine weiteres Teilgebiet zu betrachten, worauf wir nachfolgend kurz eingehen.

Überlagerung von Bewegungen

Wie bereits zuvor erwähnt, werden in der Physik hauptsächlich gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegungen behandelt. In den jeweiligen Kapiteln werden diese kinematischen Vorgänge immer als einzelne Bewegung angesehen. Es gibt jedoch Fälle, in denen sich mehrere Teilbewegungen zu einer Gesamtbewegung zusammensetzen. Dies ist aufgrund des sogenannten Superpositionsprinzips oder Unabhängigkeitsprinzips möglich. Es besagt, dass sich Teilbewegungen dabei ungestört überlagern können, wenn sie sich gegenseitig nicht beeinflussen. Dabei sind besonders zwei Überlagerungen von Bedeutung, worauf wir nachfolgend noch kurz eingehen werden.

Überlagerung zweier gleichförmiger Bewegungen

Gleichförmige Bewegungen sind durch eine konstante Geschwindigkeit (Betrag und Richtung) gekennzeichnet. Dabei können sich mehrere gleichförmige Teilbewegungen in verschiedenen Richtungen überlagen. Eine Übersicht der möglichen Überlagerungen zeigt die nachfolgende Abbildung 9.

Abbildung 10: Überlagerung

Das Zusammensetzen der einzelnen Teilbewegungen ergibt immer eine resultierende Bewegung, egal in welchen Richtungen sie zueinander stehen. Mehr Informationen und Berechnungsbeispiele zu den Überlagerungen findest du in den einzelnen Kapiteln.

Überlagerung von gleichförmiger und gleichmäßig beschleunigter Bewegung

Eine weitere Möglichkeit der Überlagerung von Bewegungen ist die Zusammensetzung aus einer gleichförmigen und einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung. Diese zusammengesetzte Bewegungen finden sich in allen Arten von Wurfbewegungen wieder. Sie alle haben die Gemeinsamkeit, dass der geworfene Körper in vertikaler Richtung durch die Fallbeschleunigung beschleunigt wird. Somit stellt die Fallbewegung die gleichmäßig beschleunigte Bewegung dar. Würden wir diese Erdanziehung außer Acht lassen, so bewegt sich ein Körper immer weiter in die geworfene Richtung fort. Eingeteilt werden können Würfe in mehrere Wurfbewegungen:

Ausschlaggebend für die Unterteilung ist dabei die Abwurfrichtung und die damit verbundene Anfangsgeschwindigkeit des Körpers. Die möglichen Varianten zeigt die nachfolgende Abbildung.

Abbildung 11: Wurfbewegungen

Möchtest du mehr über die verschiedenen Würfe und Überlagerungen von Bewegungen wissen, so lies einfach in den entsprechenden Kapitel nach.

Damit haben wir alle relevanten Grundlagen zur Bewegung von Körpern in der Mechanik kennengelernt. In den jeweiligen separaten Artikeln auf Studysmarter findest du weitere Informationen und Beispiele zu den verschiedenen Themenbereichen. Ebenfalls zu empfehlen sind die zugehörigen Karteikarten. Nachfolgend findest du noch eine kurze Zusammenfassung mit den wichtigsten Infos zu diesem Artikel:

Bewegung von Körpern - Alles Wichtige auf einen Blick

  • Die klassische Mechanik kann in zwei große Teilgebiete eingeteilt werden:
    • Kinematik (Lehre der Bewegungen)
    • Dynamik (Lehre der Kräfte)
  • Körper sind Objekte, die einen Raum einnehmen, aus einem oder mehreren Stoffen bestehen und eine Masse besitzen.
  • Die Dichte ist dabei eine charakteristische Stoffkonstante.
  • Als Massenpunkt oder Punktmasse wird ein idealisiertes Modell eines Körpers betrachtet, bei dem sich die gesamte Masse des Körpers in einem einzigen Punkt (Schwerpunkt) vereinigt.
  • Bei starren Körpern wird vereinfacht angenommen, dass sich der Körper nicht verformen lässt, auch nicht durch äußere Kräfte.
  • Verändert ein Körper seine Position in einem Bezugssystem, so führt er eine Bewegung aus.
  • Bewegungen können in mehreren Dimensionen statt finden:
    • Eindimensional (Strecke)
    • Zweidimensional (Fläche)
    • Dreidimensional (Raum)
  • Bewegungen unterscheiden sich nach ihrem räumlichen Verlauf in Bewegungsformen:
  • Der zeitliche Verlauf der Bewegungen ergibt folgende Bewegungsarten:
  • Die verschiedenen Bewegungen lassen sich mithilfe von Bewegungsgleichungen eindeutig beschreiben.
  • Aufgrund des Superpositionsprinzips oder Unabhängigkeitsprinzips lassen sich Teilbewegungen zu einer resultierenden Bewegung überlagern.
  • Bei Überlagerung von Bewegungen werden meist folgende Überlagerungen betrachtet:
    • Zweier gleichförmiger Bewegungen
    • Gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegung
  • Die Überlagerung von gleichförmiger und gleichmäßig beschleunigter Bewegung findet vor allem bei Wurfbewegungen Anwendung.

Bewegung von Körpern - Das Wichtigste auf einen Blick

  • Die klassische Mechanik kann in zwei große Teilgebiete eingeteilt werden:
    • Kinematik (Lehre der Bewegungen)
    • Dynamik (Lehre der Kräfte)
  • Körper sind Objekte, die einen Raum einnehmen, aus einem oder mehreren Stoffen bestehen und eine Masse besitzen.
  • Die Dichte ist dabei eine charakteristische Stoffkonstante.
  • Als Massenpunkt oder Punktmasse wird ein idealisiertes Modell eines Körpers betrachtet, bei dem sich die gesamte Masse des Körpers in einem einzigen Punkt (Schwerpunkt) vereinigt.
  • Bei starren Körpern wird vereinfacht angenommen, dass sich der Körper nicht verformen lässt, auch nicht durch äußere Kräfte.
  • Verändert ein Körper seine Position in einem Bezugssystem, so führt er eine Bewegung aus.
  • Bewegungen können in mehreren Dimensionen statt finden:
    • Eindimensional (Strecke)
    • Zweidimensional (Fläche)
    • Dreidimensional (Raum)
  • Bewegungen unterscheiden sich nach ihrem räumlichen Verlauf in Bewegungsformen:
  • Der zeitliche Verlauf der Bewegungen ergibt folgende Bewegungsarten:
  • Die verschiedenen Bewegungen lassen sich mithilfe von Bewegungsgleichungen eindeutig beschreiben.
  • Aufgrund des Superpositionsprinzips oder Unabhängigkeitsprinzips lassen sich Teilbewegungen zu einer resultierenden Bewegung überlagern.
  • Bei Überlagerung von Bewegungen werden meist folgende Überlagerungen betrachtet:
    • Zweier gleichförmiger Bewegungen
    • Gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegung
  • Die Überlagerung von gleichförmiger und gleichmäßig beschleunigter Bewegung findet vor allem bei Wurfbewegungen Anwendung.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Bewegung von Körpern

Es wird zwischen folgenden Bewegungsarten unterschieden:

  • Gleichförmige Bewegung
  • Ungleichförmige Bewegung
    • Gleichmäßig beschleunigte Bewegung
    • Ungleichmäßig beschleunigte Bewegung

Bewegungsfunktionen beschreiben eine Bewegung und stellen den Zusammenhang zwischen den verschiedenen Bewegungskenngrößen dar.

Die beiden Bewegungen unterscheiden sich anhand ihrer konstanten Bewegungsgrößen. Ein Körper bewegt sich bei einer gleichförmigen Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit. Im Gegensatz dazu steht die gleichmäßig beschleunigte Bewegung, die mit einer konstanten Beschleunigung des Körpers gekennzeichnet ist.

Eine Bewegung wird in der Physik als kinematischer Vorgang bezeichnet, bei dem ein Körper mit der Zeit eine Ortsveränderung zu seinem Bezugspunkt vollzieht. Anhand der Kenngrößen Zeit, Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung lassen sich die Bewegungen beschreiben.

Finales Bewegung von Körpern Quiz

Frage

Was versteht man unter Kinematik?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Kinematik ist die Lehre von Bewegungen als Teilgebiet der Mechanik.

Frage anzeigen

Frage

Welche verschiedenen Bewegungen werden in der Mechanik unterschieden?

Antwort anzeigen

Antwort

Die verschiedenen Bewegungen sind:

  • Geradlinige Bewegungen
  • Kreisbewegungen
  • Schwingungen
Frage anzeigen

Frage

Welche Form hat die Bahn des Körpers bei einer gleichförmigen Bewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Bahn des Körpers bei einer gleichförmigen Bewegung ist geradlinig.

Frage anzeigen

Frage

Was gilt für die Geschwindigkeit eines Körpers bei einer gleichförmigen Bewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Geschwindigkeit eines Körpers bei einer gleichförmigen Bewegung ist konstant.

Frage anzeigen

Frage

Wird ein Körper bei einer gleichförmigen Bewegung schneller?

Antwort anzeigen

Antwort

Nein, ein Körper verändert seine Geschwindigkeit bei einer gleichförmigen Bewegung nicht.

Frage anzeigen

Frage

Was gilt für die Beschleunigung eines Körpers bei einer gleichförmigen Bewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Beschleunigung eines Körpers bei einer gleichförmigen Bewegung ist 0.

Frage anzeigen

Frage

Mithilfe welcher Diagramme lassen sich gleichförmige Bewegungen beschreiben?

Antwort anzeigen

Antwort

Gleichförmige Bewegungen lassen sich mithilfe folgender Diagramme beschreiben:

  • s-t-Diagramm
  • v-t-Diagramm
  • a-t-Diagramm
Frage anzeigen

Frage

Was ist in Bezug auf die Zeit bei der gleichförmigen Bewegung zu beachten?

Antwort anzeigen

Antwort

Es können Zeitpunkte oder Zeiträume unterschieden werden.

Frage anzeigen

Frage

Welche Beziehung gibt es zwischen der zurückgelegten Strecke und der Zeit bei einer gleichförmigen Bewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Die zurückgelegte Strecke und die Zeit sind direkt proportional zueinander.

Frage anzeigen

Frage

Was gilt für die Geschwindigkeit eines Körpers bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Geschwindigkeit eines Körpers verändert sich während der Bewegung bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung.

Frage anzeigen

Frage

Was gilt für die Beschleunigung eines Körpers bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Beschleunigung eines Körpers bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung ist konstant.

Frage anzeigen

Frage

Was versteht man unter Beschleunigung eines Körpers?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Beschleunigung eines Körpers ist die Geschwindigkeitsänderung pro Zeit.

Frage anzeigen

Frage

Welche Unterscheidung kann bei der Beschleunigung anhand des Vorzeichens gemacht werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Wenn der Körper bei der Bewegung schneller wird, dann beschleunigt er (a > 0). 

Wenn der Körper bei der Bewegung langsamer wird, dann bremst er (a < 0).

Frage anzeigen

Frage

Was bedeutet es, wenn eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung Anfangsbedingungen hat?

Antwort anzeigen

Antwort

Bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung mit Anfangsbedingungen ist eine Anfangsstrecke und eine Anfangsgeschwindigkeit gegeben.

Frage anzeigen

Frage

Welche Aussagen kann man über eine Bewegung treffen, bei der ein Auto bremst?

Antwort anzeigen

Antwort

Ein bremsendes Auto ist gleichmäßig beschleunigte Bewegung, bei der die Beschleunigung jedoch negativ ist.

Frage anzeigen

Frage

Welchen Unterschied gibt es bei der Bahn einer gleichförmigen Kreisbewegung und der Bahn ein gleichförmigen Bewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Bahn der gleichförmigen Bewegung ist geradlinig. Die Bahn der gleichförmigen Kreisbewegung ist kreisförmig.

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Periodendauer T bei einer gleichförmigen Kreisbewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Periodendauer T bei einer gleichförmigen Kreisbewegung ist die Zeit, die der Körper benötigt, um einen kompletten Umlauf auf der Kreisbahn zurückzulegen.

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Frequenz bei einer gleichförmigen Kreisbewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Frequenz bei einer gleichförmigen Kreisbewegung gibt an, wie viele Umdrehungen ein Körper auf der Kreisbahn pro Sekunde macht.

Frage anzeigen

Frage

Gibt es bei der gleichförmigen Kreisbewegung eine Beschleunigung und wenn ja, welche?

Antwort anzeigen

Antwort

Bei einer gleichförmigen Kreisbewegung gibt es die Radialbeschleunigung. Sie wird oft auch Normalbeschleunigung oder Zentripetalbeschleunigung genannt.

Frage anzeigen

Frage

Welche Besonderheit bei der Bewegung weisen mechanische Würfe auf?

Antwort anzeigen

Antwort

Mechanische Würfe sind Überlagerungen von Teilbewegungen.

Frage anzeigen

Frage

Welche Unterscheidung kann bei einem senkrechten Wurf hinsichtlich der Richtung gemacht werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Der senkrechte Wurf kann unterschieden werden in:

  • Senkrechter Wurf nach oben
  • Senkrechter Wurf nach unten
Frage anzeigen

Frage

Welche Teilbewegungen werden bei einem senkrechten Wurf überlagert?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Teilbewegungen eines senkrechten Wurfs sind die gleichförmige Bewegung und der freie Fall.

Frage anzeigen

Frage

Was sorgt bei einem senkrechten Wurf dafür, dass der Körper wieder Richtung Boden zurückkommt?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Erdanziehung sorgt dafür, dass der Körper bei einem senkrechten Wurf wieder zurückkommt.

Frage anzeigen

Frage

Welche Bewegungsform kann dem freien Fall zugeteilt werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Der freie Fall ist eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung.

Frage anzeigen

Frage

Was lässt sich über den senkrechten Wurf nach unten über die Bewegung sagen?

Antwort anzeigen

Antwort

Der senkrechte Wurf nach unten ist ein freier Fall mit Anfangsgeschwindigkeit.

Frage anzeigen

Frage

Was ist bei der Berechnung eines senkrechten Wurfs zu beachten?

Antwort anzeigen

Antwort

Bei der Berechnung eines senkrechten Wurfs ist die Orientierung der Achse zu beachten. Sie kann nach oben oder nach unten gerichtet sein.

Frage anzeigen

Frage

Welche Besonderheit gilt für die Geschwindigkeit im Umkehrpunkt bei einem senkrechten Wurf nach oben?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Geschwindigkeit des Körpers im Umkehrpunkt bei einem senkrechten Wurf nach oben ist gleich 0.

Frage anzeigen

Frage

Nenne Bewegungsarten, die bei einem waagrechten Wurf eine Rolle spielen.

Antwort anzeigen

Antwort

Der waagrechte Wurf besteht aus zwei Teibewegungen, die sich überlagern:


  • Gleichförmige Bewegung
  • Gleichmäßig beschleunigte Bewegung (Freier Fall)
Frage anzeigen

Frage

Erkläre, was die Erdbescheunigung g mit dem waagrechten Wurf zu tun hat.

Antwort anzeigen

Antwort

Die Erdbeschleunigung g entspricht der Beschleunigung des freien Falls und sorgt dafür, dass der geworfene Ball zu Boden fällt. Der freie Fall ist damit eine Teilbewegung des waagrechten Wurfs in y-Richtung.

Frage anzeigen

Frage

Welche grundsätzlichen mechanischen Bewegungen sind für den schrägen Wurf relevant?

Antwort anzeigen

Antwort

Für den schrägen Wurf werden zwei Teilbewegungen benötigt:

  • gleichförmige Bewegung (x-Richtung)
  • gleichmäßig beschleunigte Bewegung (y-Richtung)
Frage anzeigen

Frage

Was ist über die Geschwindigkeiten in der maximalen Höhe bei einem schrägen Wurf bekannt?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Geschwindigkeit in x-Richtung ist bei einem schrägen Wurf immer gleich und ändert sich auch in der maximalen Höhe nicht. Die Geschwindigkeit in y-Richtung ist im Höhepunkt gleich 0.


Frage anzeigen

Frage

Wie kann bei einem schrägen Wurf ohne Anfangshöhe die maximale Wurfweite erreicht werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Die maximale Wurfweite kann bei einem schrägen Wurf mit einem Winkel von 45° erreicht werden.

Frage anzeigen

Frage

Unter welchen Abwurfwinkel wäre die Wurfhöhe bei einem schrägen Wurf maximal?

Antwort anzeigen

Antwort

Die maximale Wurfhöhe wird bei einem Wurf mit einem Winkel von 90° erreicht (senkrechter Wurf).

Frage anzeigen

Frage

Was wird in der Mechanik im Teilgebiet Kinematik behandelt?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Kinematik beschäftigt sich mit mechanischen Bewegungen ohne den Einfluss von Kräften zu berücksichtigen.

Frage anzeigen

Frage

Was ist ein sogenannter Massenpunkt?

Antwort anzeigen

Antwort

Körper werden in der Mechanik teilweise vereinfacht als einzelner Punkt, einem sogenannten Massenpunkt angesehen, dessen Masse und Abmaße für die Beschreibung von Bewegungen vernachlässigt werden können.

Frage anzeigen

Frage

Was bedeutet es, wenn sich ein Körper in Ruhe befindet?

Antwort anzeigen

Antwort

Ein in Ruhe befindlicher Körper verändert seine Position über einen gewissen Zeitraum in einem Bezugsystem nicht und hat dementsprechend keine Geschwindigkeit.

Frage anzeigen

Frage

Wann befindet sich ein Körper in Bewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Bewegung des Körpers bedeutet eine Positionsveränderung im entsprechenden Bezugssystem in einem gewissen Zeitraum.

Frage anzeigen

Frage

Können Bewegungen mehrdimensional stattfinden?

Antwort anzeigen

Antwort

Ja, Bewegung können sowohl eindimensional, zweidimensional (in der Ebene) und dreidimensional (im Raum) stattfinden.

Frage anzeigen

Frage

Wann ist eine Bewegung geradlinig?

Antwort anzeigen

Antwort

Geradlinige Bewegungen sind dadurch gekennzeichnet, dass sich der Körper während der gesamten Bewegung auf einer geraden Bahn bewegt.

Frage anzeigen

Frage

Welche verschiedenen Bewegungsarten gibt es bei der geradlinige Bewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Geradlinige Bewegungen gibt es sowohl als geradlinige gleichförmige Bewegung und auch als geradlinige ungleichförmige Bewegung.

Frage anzeigen

Frage

Was kennzeichnet eine geradlinige gleichförmige Bewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Körper bewegt sich bei einer geradlinigen gleichförmigen Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit auf einer geraden Bahn.

Frage anzeigen

Frage

Welchen Wert hat die Beschleunigung bei einer geradlinigen gleichförmigen Bewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Da bei einer geradlinigen gleichförmigen Bewegung keine Geschwindigkeitsänderung stattfindet, herrscht keine Beschleunigung. Die Beschleunigung ist somit 0.

Frage anzeigen

Frage

Ein PKW fährt auf einer Straße mit einer konstanten Geschwindigkeit von 20 m/s. Welche Geschwindigkeit hat er in der Einheit km/h?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Umrechnung von m/s in km/h erfolgt durch die Multiplikation mit 3,6. Der PKW fährt also mit einer Geschwindigkeit von 72 km/h auf der Straße.

Frage anzeigen

Frage

Wie können Würfe als Bewegung beschrieben werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Würfe können als zusammengesetzte Bewegungen beschrieben werden. Kombiniert werden dabei gleichförmige Bewegungen und gleichmäßig beschleunigte Bewegungen (Fallbewegungen).

Frage anzeigen

Frage

Warum ist es zulässig Bewegungen zusammenzusetzen?

Antwort anzeigen

Antwort

Zulässig ist die Überlagerung von Bewegungen aufgrund des Superpositionsprinzips. Dies besagt, dass sich Bewegungen ungestört überlagern können, wenn sie sich gegenseitig nicht beeinflussen (bei Vernachlässigung des Luftwiderstands).

Frage anzeigen

Frage

Welche Bewegung wirkt in horizontaler Richtung (x-Richtung) bei den Würfen?

Antwort anzeigen

Antwort

Bei mechanischen Würfen wird in x-Richtung die gleichförmige Bewegung betrachet.

Frage anzeigen

Frage

Was charakterisiert eine gleichförmige Bewegung?

Antwort anzeigen

Antwort

Gleichförmige Bewegungen sind dadurch gekennzeichnet, dass sich der Körper mit konstanter Geschwindigkeit bewegt und damit die Beschleunigung null ist.

Frage anzeigen

Frage

Welche Wurfarten können bei mechanischen Würfen unterschieden werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Würfe können nach der Richtung der Anfangsgeschwindigkeit des Körpers eingeteilt werden in:

  • Waagrechter Wurf
  • Senkrechter Wurf
  • Schräger Wurf / Schiefer Wurf
Frage anzeigen

Frage

Was ist die sogenannte Wurfparabel?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Wurfparabel drückt die Flugbahn des Körpers bei einem mechanischen Wurf aus.

Frage anzeigen

Frage

Was ist der Abwurfwinkel bei einem mechanischen Wurf?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Abwurfwinkel beschreibt bei einem mechanischen Wurf den Winkel der Anfangsgeschwindigkeit zur Horizontalen bei Beginn der Bewegung.

Frage anzeigen
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